美模擬實驗稱火星地底仍有機會殘留生命痕跡
在地球上,生命可以在一些最極端和最不可能的環境中生存,因此人類一直認為,微生物生命也有可能曾經在火星上出現。
最新刊於《天體生物學》的研究指出,從實驗室模擬的火星極端條件顯示,微生物可能仍然安全地藏在數米厚的火星礦質土壤下,供未來發射到火星的探測車尋找。
領導研究的美國健康科學統一服務大學病理學家 Michael Daly 指出,儘管火星現時荒涼、冰凍且基本上不存在空氣,但實驗顯示如果生命曾經出現過的話,其大分子和病毒等都仍然殘存,並可在未來的探索任務中發現得到。
團隊將 6 種微生物包括已知抗輻射性最強的細菌抗輻射奇異球菌 (Deinococcus radiodurans) 和釀酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) ,暴露在與火星上相似的乾燥和極寒冷的 -80°C 條件下進行測試。由於火星大氣中無流動的水分,因此細胞和孢子會很快變乾。
然後團隊用伽馬射線和質子射向這些微生物,以模擬宇宙輻射的暴露情況。
火星表面缺乏對宇宙輻射的保護,而人類非常幸運地在地球上擁有這種保護。地球的大氣層和磁場在大部分宇宙輻射到達地表之前將之彈走,因此每一年人類吸收到的宇宙輻射劑量與照了兩次胸肺 X 光劑量相似。
相比之下,如果人類逗留在火星表面,將遭受 40-50 倍以上的輻射,這種劑量在 6 個月內就經已致命。這種水平的輻射會破壞氨基酸殘留的痕跡。之前的研究發現, 2 米以下地底可以保護這些所有生命的基本組成分子約 8,000 萬年。然而,火星數十億年來都不適合生命存在,這意味著任何生命痕跡都早已消散。
在這項新研究中,團隊則證明,乾燥和經冷凍的抗輻射奇異球菌可以比之前估計存活我更長時間。根據其數據,抗輻射奇異球菌在僅 10 厘米的火星泥土下已可存活 150 萬年;如果蜷縮在地表以下 10 米處,則可以存活高達 2.8 億年。
Daly 指出,雖然自從火星上的流水消失以來,埋在火星地下的抗輻射奇異球菌無法在休眠狀態下存活大約 2 到 25 億年,但火星環境經常因隕石撞擊而改變和融化,而週期性的泥層融化可能容許微生物間歇性的重新繁殖和分散。
這說法亦增加了火星和地球上生命交叉污染的可能性,這可能會使尋找火星生命的科學努力複雜化。但同樣地,如果微生物能在火星上演化,它們可能能夠存活到今天,這意味來自火星樣本也有機會污染地球。
總而言之,研究表明,未來的探測仍有機會找到一些火星古代微生物生命的痕跡。當然,這假設了生命與我們已知的生命相似。
來源:
Science Alert, Ancient Traces of Life May Still Linger on Mars, Experiment Suggests
報告:
Horne, W.H., Volpe, R.P., Korza, G. & et al. (2022). Effects of Desiccation and Freezing on Microbial Ionizing Radiation Survivability: Considerations for Mars Sample Return. Astrobiology. doi: 10.1089/ast.2022.0065
文/AC